Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. 
   Этапы и аппаратная база экспериментальных исследований
   

Проверка теоретических положений, представленных во 2-й главе, проводилась по результатам экспериментальных исследований, предусматривавших два этапа: в лабораторных условиях (на базе лаборатории ГАУСЗ (г. Тюмень) и в производственных условиях (на базе телятника на 200 голов ФГУП «Учебно-опытное хозяйство ТюмГСХА», где фактически содержатся 132 теленка в возрасте от 2 до 4 месяцев. В течение эксперимента на протяжении отопительного периода выросшие телята заменяются молодняком, поэтому их количество остается неизменным. Телятник разделен на два помещения (опытное и контрольное), соответственно с системой ТНУ и системой на базе электрокалорифера.
Программа первого этапа предусматривала:

• 
  исследование зависимости коэффициента преобразования (СОР) воздушной ТНУ от температуры наружного воздуха;
  
• 
  исследование зависимости изменения температурно-влажностных параметров помещения при отоплении его ТНУ от температуры наружного воздуха.
  

Для проведения экспериментов был обеспечен доступом наружного воздуха в лабораторное помещение. Для подачи воздуха был смонтирован отдельный вентиляционный рукав из гибкого металлопровода для ускорения охлаждения хладагента и повышения теплопроизводительности установки. Однако при этом ТНУ не имела возможности регулирования режима работы в зависимости от параметров воздуха внутри помещения. Такой процесс обычно реализуется в технологиях с непрерывным подогревом воздуха [85, 86].

Для проведения комплексных испытаний в лабораторных условиях использовался экспериментальный стенд, в основу которого был положен тепловой насос «воздух-воздух» PH060-5GC (рисунок 3.1).

1 – компрессор; 2 – конденсатор; 3 – дроссельный вентиль; 4 – испаритель; 5 – электродвигатель; 6 – термогигрограф; 7 –термопара; 8 – переключатель термопар; 9 – мультиметр; 10 - вентилятор.

Рисунок 3.1 – Схема лабораторного стенда
Измерения температуры и относительной влажности внутреннего и наружного воздуха осуществлялись по общепринятой методике.
При этом тепловой насос являлся центральной частью системы воздушного отопления, состоящей из двух воздухопроводов, один из которых направляет в тепловой насос наружный воздуха, а другой распределяет теплый воздух по помещению.
В процессе исследования измеряются следующие параметры: температура и влажность на входе теплового насоса, температура и

влажность на выходе теплового насоса. Такие данные позволяют определить коэффициент преобразования ТНУ (СОР). Одновременно измерялись затраты электрической энергии и промежуток времени работы установки до перехода в ждущий режим.

Для регистрации измеряемых величин использовали следующие приборы и оборудование:

• 
  счетчик электрической энергии прямого включения Mercury 230 АМ;
  
• 
  термогигрографы СГ-25;
  
• 
  термоанемометр MTR-15.
  

Перед проведением экспериментальных исследований все измерительное оборудование проходило поверку и тарировалось.
Для регулирования и контроля температурно-влажностных параметров микроклимата в помещении тепловой насос имел возможность работать на обогрев, либо на охлаждение в зависимости от отклонения температуры воздуха в помещении от требуемого значения. Для теплового насоса была смонтирована двухрукавная конструкция из теплоизолирующего материала, разделяющая насос на две секции «холодную» и «горячую», где первая предназначена для «всасывания» низкопотенциального воздуха, а вторая для горячего воздуха, которым регулируется температуры внутри помещения.
Расчеты настроек для данных параметров составлены на основе теплового баланса помещения, постоянных времени и элементов автоматических передаточных функций оптимизатора.

2.